存储基础篇之硬盘二(工作原理)（硬盘的存储原理）

一、硬盘模式

　　现有技术中，硬盘有三种模式：MBR、GPT

　　MBR（主引导记录区）：此模式为比较早期的磁盘分区模式，最多支持4个主分区或n（0<n<4）个主分区加1个扩展分区。最大支持的硬盘容量为2TB，超出部分将无法识别与使用。

　　GPT（GUID分区表）：此模式下硬盘主分区没有个数限制（Windows系统中限制最多128个分区），支持超过2TB的硬盘容量。但是并不是所有Windows系统支持GPT分区启动系统。

二、文件系统

　　1、在Windows中，文件系统包括FAT16、FAT32、NTFS。Linux中包含EXT2、EXT3、EXT4、XFS。

　　磁盘在分出分区后，每一分区都会保留一小块空间，这小块空间存储的就是文件系统。分区需要进行格式化，而格式化过程就是文件系统选择与重置的过程。

　　注：这一小块保留的文件系统空间看不到；Windows中快速格式化只是删除了文件系统中记录的数据，而磁盘中的文件没有删除，可以通过软件找回。前提是没有再次写入数据。当保留的小空间写满后（情况比较极端），这样虽然硬盘有空间，但是依然无法写入数据。

　　2、文件系统类似于一个文件索引，称为node。一般情况下，对于硬盘中的每一个文件都会有一个相对应的Inode，大小为128字节。每个Inode是由Inode ID、文件各个时间、文件权限、存储位置等组成。当Inode丢失后，硬盘中对应的文件便无法找到（可以通过软件恢复Inode）

三、数据块（簇）

　　Windows中称为块、Linux中称为簇。是存储数据的最小单位。是由多个扇区组成（每个簇可以包括2、4、8、16、32或64个扇区），一般的默认大小为4096字节。一个簇/块中只能存储一个文件，一个文件可以被存储在多个簇/块中。例如一个10KB的文件，每个簇/块大小为4KB，则需要三个簇/块来进行存储，这样会造成有一个簇/块只使用了2KB。这个簇/块虽然没有完全使用，但是也无法再使用（一个簇/块中只能存储一个文件）。